• 한국진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.157-161
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• 2003

오늘날 환경 산업의 발달과 함께 수정진동형 기압계 같은 정밀한 기압계가 개발됨에 따라 이를 교정하기 위한 보다 우수한 압력표준기가 필요하게 되었다. 수은압력계는 압력변화에 따른 수은의 높이차를 측정하여 압력을 계산하는 압력표준장비로 지금까지 많이 사용되어 왔으나 정밀 기압 측정의 경우 수은의 높이 측정을 초음파나 레이져를 사용해야 하므로 측정시스템이 복잡해지고 수은의 맹독성으로 인해 그 사용이 제한적이다. 그 대신 기체식 압력저울을 이용한 정밀한 기압계 교정이 오늘날 많이 시도되고 있으나 압력저울은 교정 시 피스톤 주위 공간을 진공으로 만들어 측정해야 하므로 진공중의 분동 교환이 사용의 가장 큰 걸림돌로 지적되어 왔다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 진공을 깨지 않고도 효율적으로 분동을 교환할 수 있는 장치를 고안, 제작하였다. 본 장치를 이용하면 교정 시 측정시간의 단축과 함께 잦은 대기 노출로 인한 피스톤, 실린더, 분동의 오염과 피스톤과 실린더 간격 사이의 불순물 삽입으로 인한 압력표준기 성능저하를 예방할 수 있다. 아울러 이 장치로 실제 상용되고 있는 초정밀 기압계의 특성 검사를 수행하여 그 실험 결과를 기술하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.273-275
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• 2015

GPS(Global Positioning System; 위성항법시스템)는 수평오차 10m 내외의 정확도로 내비게이션 유닛과 스마트폰 등 다양한 이동기기에 널리 활용되고 있다. 그러나 널리 알려진 바와 같이 GPS는 교량, 빌딩, 그리고 대형 구조물 등 주변 환경에 의하여 위성의 가시성이 영향을 받으며 이로 인하여 위치 정보의 가용성과 정확도가 크게 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 GPS 수직오차를 개선하기 위한 방안으로 저가형 기압고도계를 보조센서로 활용하여 수직 위치정보 정확도를 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 융합 모델에 의한 칼만필터를 활용하여 GPS와 기압고도계를 융합하는 특성을 가진다. 마지막으로 정적 실험과 동적 실험을 통하여 기압고도계의 특성을 분석하고 제안된 융합 필터의 성능을 분석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.455-458
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• 2006

관성항법장치는 관성항법장치를 구성하는 관성센서인 가속도계 및 자이로의 오차요소에 의해 수평축 항법오차는 슐러주기를 가지고 서서히 증가하는 반면에 수직축 오차는 기하급수적으로 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 관성항법장치를 장시간 운용하는 경우에는 비관성 보조센서를 이용하여 관성항법장치의 수직축 항법오차에 대한 보정을 반드시 수행하여야 한다. 관성항법장치의 수직축 항법오차를 보정하기 위한 비관성 보조센서의 일종인 기압고도계는 계측된 대기압과 모델링 된 대기압을 비교하여 항체의 고도를 측정하는 방법을 이용하기 때문에 항체의 자세변화 등에 매우 민감하고 대기압 측정오차에 의해 매우 큰 진폭의 잡음 및 바이어스가 존재한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 및 시험을 통하여 기압 고도계의 잡음 및 바이어스 오차 성분에 의한 baro-inertial 고도루프의 성능분석 결과를 제시하고 기압고도계 잡음에 둔감한 INS/기압고도계 칼만필터의 설계 결과를 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.51-56
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• 2005

본 논문에서는 GPS/INS/기압고도계를 결합한 고도 항법 알고리즘과 이를 구현한 실험 결과를 소개한다. 실험 결과의 분석을 통해 제안된 알고리즘이 무인항공기 비행제어 시스템에 적합한, 연속적이며 고도 변화에 민감한 고도 정보를 제공할 수 있음을 확인한다. 그리고 기존의 INS/기압고도계를 결합한 고도 항법 시스템의 경우 2차, 3차 구조 모두 본질적으로 상보 필터(complementary filter)의 형태를 가지기 때문에 기압고도계의 오차를 보상할 수 없는데, 제안된 알고리즘은 이러한 단점을 개선하는 구조로 구성되어 있음을 보인다.

• 대한공간정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.47-53
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• 2006

본 연구에서는, 보행자의 연속적이고 정확한 위치결정을 위한 보행자 측위시스템의 알고리즘을 소개하고 그 정확도를 분석하였다. 다양한 환경에서의 GPS 신호의 두절에 따른 위치의 불연속성을 해결하기 위하여, GPS, INS, 기압계와 방위계를 강결합의 형태인 중앙 집중형 칼만필터에서 융합하였다. 특히, 저가의 실질적인 시스템을 구성하기 위하여, MEMS IMU를 사용하였고, 실시간 계산의 용이성을 위하여 의사거리를 처리하였다. 이때 저가기기의 선택에 따른 높이와 방위값의 정확도를 보완하기 위하여 압력계와 방위계로부터 측정된 값을 이용한다. 편이, 스케일 오차 등의 상세한 수학적 모델과 융합방법을 소개하였고, 그 결과를 고성능의 GPS/INS 로부터 나온 결과와 비교 검토하였다. 특히 GPS 신호가 단절되었을 경우에 대한 위치 및 자세의 결과 비교를 통하여 위치 획득 정확도 및 가능성을 분석하였고, 향후 연구 방향을 소개하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.29-36
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• 2016

위성항법시스템 (GPS; global positioning system)은 도심지의 빌딩이나 터널, 고가도로와 같은 지형적 환경에 의해 전파 수신이 어려워지면 가시 위성의 개수가 급격히 줄어들어 위치오차가 매우 커지거나 측위가 불가능하게 된다. 특히 수직 위치오차는 GPS의 기하학적 배치에 의한 한계로 인하여 수평오차보다 약 1.5 배 이상 크며 혹독한 신호 환경에서는 수평오차보다 더욱 크게 증가하게 된다. 본 논문에서는 GPS의 수직오차 개선을 위해 GPS와 저가형 기압 고도계의 결합 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 기압 고도계에 의하여 제공된 기압 고도 측정치에 해면기압과 해면온도에 의한 보상치와 지오이드고를 적용시킨 후 칼만필터에 의하여 GPS 고도와 기압 고도를 융합하는 특징을 가진다. 정적 실험과 차량 실험을 통하여 제안된 기압 고도계와 GPS의 융합 방식의 정확도를 평가하였다. 그 결과 제안된 방법이 고도 정보의 정확도를 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2004년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.32-36
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• 2004

본 연구는 최근 인구와 산업체가 급증하고 있는 김해시를 대상으로 김해시.군을 통합한 1996년 이후부터 2002년까지 김해시 지상오존농도의 변화경향과 고농도 오존일에 대한 사례 연구결과 다음과 같다. 김해시 대기오염농도의 시계열변화는 증가추세가 뚜렷하였으며, 최근 대기환경기준이 강화되면서 환경지정기준을 초과하기도 하였다. 계절별 오존농도의 일변화는 사계절 가운데 봄철이 가장 농도가 높게 나타났으며 매년 증가하는 농도폭도 가장 크게 나타났다. 이는 여름철의 경우 태양고도가 높고 단위시간당 일사량은 많으나, 장마와 같은 운량 증가로 인한 일사량의 감소되거나, 기온이 상승할 경우 해안으로부터 해풍이 증가하여 여름보다는 봄철에 더 높은 농도를 나타낸 것으로 생각되며, 인구와 자동차 등의 증가로 인한 배출량이 증가한 것도 크게 영향을 미친 것으로 생각된다. 연구기간동안 60 ppb 이상의 고농도 오존일의 총 발생빈도는 237일로 나타났으며, 매년 발생빈도가 증가하고 있으며, 대기환경기준 100 ppb/hr를 초과한 날도 8일이나 되었는데, 1999년이 4일 발생하여 오존에 의한 대기오염규제지역으로 선정되었는데, 고농도 오존일은 지난 1997년 이후 매년 증가하고 있으며 겨울을 제외한 전 월에 발생하는 특징을 나타내어 오존의 저감을 위한 실천 계획 수립뿐 아니라 고농도 오존일에 대한 집중적인 연구와 빠른 시간 내에 오존의 예.경보제를 도입 운영하는 것이 김해시민의 건강과 복지에 도움이 될 것으로 생각된다. 고농도 오존일에 대한 사례일 첫 번째인 5월 1일은 일 최고 기온은 그리 높은 상태는 아니었지만 광범위한 이동성 고기압에 의해 대기가 정체하고 바람이 약한 시점에 광화학반응에 의한 오존생성이 용이하였고 해안가의 높은 농도의 오존이 수송되어 고농도 오존이 발생하였으며, 사례 2의 경우 대륙에서 이동해 오는 이동성 고기압의 영향으로 대기는 안정하고 바람이 약하여 기온이 급상승하였으며, 광화학반응에 의한 오존 생성이 용이하였다. 사례 3의 경우는 남북으로 놓여 있는 대규모 기압계 사이에 안상부 형태의 대상고기압이 놓여 대기는 매우 안정하고 바람이 약하며 때때로 기압계에 의한 바람이 불 경우 다소 강한 바람이 불어 일사량이 많은 기압계에서 광화학반응과 수소에 의한 오존생성이 용이하여 고농도 오존을 발생하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.300-308
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• 2012

무인기의 INS/GPS/기압고도계 결합항법 시스템에서 비행체 자체 항법 정보만을 이용하여 QNH 혹은 QFE 방식의 기압 고도계를 설정하는 방법을 제안한다. 본 설정 방법은 비행체 외부로부터 주어지는 대기나 고도 정보에 의존하지 않고 자체 항법 시스템의 정보만을 사용하며 설정 방법에 따라 요구되는 일정 형태의 비행을 통해 얻어진 정보를 수학적으로 처리하여 기준값을 산출한다. 비행체 자체 정보만을 사용함으로써 지상 지원 장비에서 대기 정보 측정 시스템을 제외하는 등 간소화나 지원 시설의 요구 조건이 완화될 수 있고 지상 지원이 가용하지 않는 영역에서의 비행도 가능하다. 특히 회귀 분석 기법을 이용한 방법은 고도와 기압, 온도의 세 가지 기준값을 설정함에 있어 고도와 기압, 두 가지 정보만을 요구하며 온도 자료가 필요하지 않다. 그러므로 기압 고도 산출에 온도 정보가 전혀 필요하지 않아 비행체의 대기 정보 측정 시스템도 간소화될 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.18-22
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• 2012

본 논문은 GPS 위성의 기하학적 배치 한계로 인한 고도값 오차를 보정하기 위하여 기압고도계를 활용한 고도 데이터의 성능을 향상 시키는 방안을 제시하였고, 보정된 고도데이터의 정확도를 분석하였다. 코드 기반의 상업용 GPS칩은 고도 데이터의 부정확으로 신뢰도가 떨어져 이를 항법 데이터로 활용하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고도 변화를 기반으로 고도를 측정하는 기압고도계로부터 고도의 상대적 변화를 추출하고, GPS 고도계에 반영하여 보정된 고도 데이터를 획득한다. 이를 수치지도의 고도와 비교하여 보정된 고도데이터의 정확도를 검증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.63-71
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• 2022

압력계는 고도 산출에 이용되어왔으며 기술의 발달로 큰 부피를 가지던 압력계는 현재 수 mm~cm정도의 크기로 축소되었다. 압력계를 이용한 고도 산출은 기준 압력과 압력계로 얻어진 압력간 관계를 이용하여 진행되며, 이를 위해 기압계의 사전 보정이 필수적이다. 또한 압력계는 생산과정 특성상 실제 압력과 일정 수준의 바이어스가 존재하며, 많은 스마트폰 제조사들은 이를 제조 과정에서 보정하는 것으로 추정되나 환경변수에 의한 오차는 그 특성상 사전에 보정하기 불가능하다는 단점이 있다. 해당 연구에서는 정적 기준국을 이용한 압력계 보정정보 생성론을 확장하여 이동하는 드론에서 보정 정보를 생성하여 이를 적용함으로써 압력계를 이용한 고도 산출을 목표로 하였으며 실험을 통해 드론 보정정보의 생성 및 적용이 가능함을 확인하였다.